في مجال فحص الأبعاد، لا يزال جهاز عرض البروفايل - المعروف في العديد من الأسواق باسم جهاز المقارنة البصرية - أحد أكثر الأدوات استخدامًا لقياس الأبعاد الثنائية. بفضل بنيته البسيطة وسهولة تشغيله ونتائجه الموثوقة، لا يزال جهازًا أساسيًا في مختبرات القياس وورش الإنتاج. يشير كلا الاسمين الإنجليزيين، جهاز عرض البروفايل وجهاز المقارنة البصرية، إلى نفس نوع الجهاز ويُستخدمان بشكل متبادل.
1. ما هو جهاز عرض الصور الشخصية؟
جهاز عرض البروفايل هو أداة قياس دقيقة تجمع بين التقنيات البصرية والميكانيكية والإلكترونية. يقوم نظامه البصري بعرض صورة مكبرة لقطعة العمل على شاشة بتكبير ثابت. ثم يقيس المشغل الأبعاد والزوايا والأشكال والمواقع مباشرة على صورة الشاشة، أو يقارن الصورة بمخطط رئيسي مُركّب عليها.
على عكس القياس التلامسي، يقيس جهاز عرض الملامح دون تطبيق قوة على قطعة العمل. وهذا يجعله مناسبًا بشكل خاص للأجزاء ذات الجدران الرقيقة أو الصغيرة جدًا أو اللينة، والتي قد تتشوه تحت تأثير مجسات التلامس وتؤدي إلى نتائج غير موثوقة.
2. مبدأ العمل
المبدأ الأساسي هو "إسقاط مُكبَّر + قياس مُقارن". في الترتيب الأكثر شيوعًا - الإضاءة الخلفية - يقع مصدر الضوء أسفل قطعة العمل. يمر الضوء المتوازي عبر حواف القطعة، وتقوم العدسة الشيئية بإسقاط صورة ظلية مُكبَّرة بدقة على شاشة العرض. حافة الصورة هي المحيط المُسقط الحقيقي للقطعة: المسافات والزوايا المقاسة على الصورة، مقسومة على التكبير، تُعطي الأبعاد الفعلية لقطعة العمل.
عند تكبير 10×، تتوافق مسافة 100 مم على الشاشة مع بُعد فعلي يبلغ 10 مم على الجزء.
يُناسب الإضاءة المنقولة قطع العمل التي تُحدد خصائصها الأساسية من خلال شكلها الخارجي، مثل القوالب والأجزاء المختومة والخيوط والتروس. أما الإضاءة المنعكسة فتُستخدم عند الحاجة إلى فحص خصائص السطح. ويمكن أن تكون صورة الشاشة معتدلة أو مقلوبة حسب التكوين البصري.
تجدر الإشارة إلى أن مسار العرض يستخدم تصميمًا بصريًا متمركزًا. تُظهر العدسة التقليدية المنظور، حيث تبدو الأجسام القريبة أكبر حجمًا، والبعيدة أصغر. أما النظام المتمركز فيحافظ على التكبير ثابتًا بغض النظر عن موضع القطعة على المسرح أو موضع سقوط الصورة على الشاشة. وهذا تحديدًا ما يسمح باستخلاص الأبعاد الفعلية من الصورة المكبرة.
3. بنية الجهاز
(1) النظام البصري: مصدر الضوء، وعدسة المكثف، والعدسة الشيئية، وشاشة العرض. جودة النظام البصري تحدد جودة الصورة - فالعدسة الشيئية الحادة ذات التكبير الدقيق شرط أساسي لدقة القياس.
(2) الهيكل الميكانيكي: طاولة العمل ونظام الرفع. تختلف التصاميم باختلاف نوع الآلة. عادةً ما تقوم النماذج الرأسية برفع وخفض المحور Z (العدسة) بدلاً من الطاولة، مما يزيد من قدرة تحمل الطاولة؛ بينما تقوم تصاميم أخرى برفع أسطوانة الإسقاط، مما يسمح بقياس الأجزاء الدقيقة الثقيلة دون فقدان الدقة.
(3) نظام معالجة البيانات: على سبيل المثال، يدعم نظام معالجة البيانات متعدد الوظائف DP300 من JATEN أخذ العينات متعددة النقاط، وتدوير الإحداثيات، وقياس النقاط والخطوط والمسافات والزوايا، مع إخراج البيانات عبر واجهة RS-232.
4. المزايا الرئيسية
دقة عالية: في ظل الإضاءة النافذة، لا تتجاوز نسبة الخطأ في قياس المحيط 0.08%، ويمكن أن يصل خطأ مؤشر قياس الإحداثيات إلى (3+L/200) ميكرومتر، حيث L هو الطول المقاس بالمليمتر. تجدر الإشارة إلى أن هامش الخطأ المسموح به يتسع مع ازدياد الطول المقاس، وهي نقطة مهمة عند تقييم ما إذا كان الجهاز يفي بالتفاوت المسموح به.
الفحص الفعال: يمكن فحص أبعاد محيط وأشكال سطح القطع المعقدة مثل القوالب والأجزاء المختومة والكامات والخيوط والتروس وقواطع التشكيل في عملية إعداد واحدة.
عتبة تشغيل منخفضة: تدعم الآلات الحديثة كلاً من تشغيل الماوس/لوحة المفاتيح وشاشة اللمس، ويتولى برنامج القياس المخصص عملية الحساب وتسجيل البيانات تلقائيًا.
إخراج البيانات المريح: يمكن تصدير النتائج إلى TXT و Excel وغيرها من التنسيقات، مع طابعات صغيرة اختيارية ومفاتيح قدم لتسريع عملية جمع البيانات.
5. التطبيقات النموذجية
تُستخدم أجهزة عرض الصور الجانبية على نطاق واسع في صناعات الآلات والقوالب والأجهزة والإلكترونيات والصناعات الخفيفة، بالإضافة إلى الجامعات ومعاهد البحوث وأقسام التحقق من القياسات. تشمل الأجزاء النموذجية ما يلي:
- أبعاد محيط القوالب والأجزاء المختومة
- أدوات وقواطع مثل الكامات، والخيوط، والتروس، وقواطع تشكيل المعادن
- أجزاء دقيقة مصغرة مثل المحطات الطرفية ومكونات الساعات ومنتجات الألماس
بالنسبة لاختيار الآلة: أجهزة العرض العمودية مناسبة لخطوط الإنتاج وأقسام مراقبة الجودة، مع قوة خاصة في قياس الأجزاء الصغيرة بشكل متكرر؛ أجهزة العرض الأفقية تكمل النماذج العمودية للأبعاد ومواقع العرض التي يصعب الوصول إليها، وتناسب الأجزاء الأكبر حجمًا أو فحص المنظر الجانبي.
6. ملخص
يُسهّل جهاز عرض الملامح عملية الفحص ثنائي الأبعاد للخطوط المعقدة من خلال العرض المباشر والمقارنة. وبالتكامل مع أنظمة معالجة البيانات الرقمية، يوفر فحصًا فعالًا وإدارة بيانات متميزة. بالنسبة لمهام الفحص ثنائي الأبعاد التي تركز على الخطوط والأشكال، يظل هذا الجهاز خيارًا اقتصاديًا وموثوقًا.
تقدم JATEN مجموعة كاملة من أجهزة عرض البروفايل التي تغطي أحجام قطع العمل المختلفة واتجاهات العرض المتنوعة: فالطرازات الأفقية (JTDHB12 ، JTDHB16/24 ) مناسبة للقطع الكبيرة والمساحات التي يصعب على الآلات العمودية الوصول إليها، بينما تتميز الطرازات العمودية ( JTD ، JTDVB12 ، JTDVB16 ) بقدرتها الفائقة على القياس المتكرر للقطع الصغيرة. تتوفر التكوينات والمواصفات التفصيلية على صفحة منتج جهاز عرض البروفايل .
ستتناول المقالات القادمة في هذه السلسلة كيفية الاختيار بين النماذج الأفقية والرأسية، وجهاز عرض البروفايل مقابل جهاز قياس الفيديو، وكيفية تفسير مواصفات الدقة.